空氣中氧氣含量測定演示實驗的改進與思考

唐珺

【摘要】化學是一門以實驗為基礎的科學。演示實驗的成敗與效果不僅影響學生對化學知識的理解掌握情況，還直接影響著學生的學習情緒及對化學的興趣，在此基礎上，對化學實驗的改進將有助于學生更明晰地掌握化學實驗的操作流程，形成更為清晰的概念和知識。。

【關鍵詞】實驗改進思考

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）05-0178-01

化學是一門以實驗為基礎的科學。演示實驗的成敗與效果不僅影響學生對化學知識的理解掌握情況，還直接影響著學生的學習情緒及對化學的興趣。演示實驗“用時短、現象明顯、易于觀察”，演示實驗能否成功是本節課成功的關鍵。 “空氣中氧氣含量測定”的演示實驗在《空氣的成分》一節課中占據相當重要的地位，學生通過觀察、分析實驗現象知道空氣中氧氣含量。通過演示實驗使無法觀察到的、難以觸摸的空氣成分變得感性、直觀，為學生分析空氣中氧氣含量的思維過程奠定了基礎。現將自己在演示實驗過程中的感受及對實驗的改進與思考同各位探討。

一、教材中演示實驗的設計思路可謂經典，但實際操作中亦有很多困惑

1.教師操作層面：實驗前，鐘罩內上升的水在鐘罩容積中所占體積分數及鐘罩的體積劃分不精確；實驗中，鐘罩口太小，手執點燃紅磷的藥匙插入鐘罩時有一定難度；鐘罩體積太大，紅磷燃燒、完全冷卻約需10分鐘左右，除去觀察、描述、分析實驗現象講解實驗原理所需的時間，可能會出現師生無事可干的“真空”狀態。

2.學生思維層面：實驗時學生注意力集中在觀察實驗上，多數學生并不去思考產生各種實驗現象的原因。實驗過程中，學生只是機械的看所謂的現象，等老師說結論，學生很盲目。

3.實驗效能層面：該演示實驗如若失敗，學生的認知缺乏科學性；若成功，唯一的實驗結果難以排除實驗的偶然因素。整堂課學生只長眼睛和嘴巴而“剁掉了”雙手，在學生的參與度、體驗度、技能目標的達成度上令人質疑；演示實驗難以創造學生與學生合作的機會，無法培養學生團結協作的精神。

二、實驗的改進與思考

用原教材或新課程所設置的兩種實驗裝置演示探索空氣成分，由于反應容器過大，空氣量多，燃燒時間長，產生熱量多，系統不易冷卻，既費藥品又費時間；另外，水面上升高度也不理想。若將實驗改在玻璃管中進行，并利用投影輔助教學，便能收到良好的效果。

1.實驗失敗原因分析

①紅磷的量少，裝置中氧氣沒有耗盡；

②未等裝置冷卻就打開止水夾；

③裝置漏氣。

④燃燒匙進入裝置過程中裝置內部分空氣受熱逸出。

2.反思和改進

此實驗有兩個明顯的缺陷：

①燃燒過程沒有始終在密閉裝置中完成，從點燃紅磷到插入集氣瓶過程中會有裝置內空氣受熱逸出；

②紅磷要達到200℃才能燃燒，實驗中燃燒結束，往往不是因為氧氣耗盡，而是因為氧氣的濃度低到不足以支持紅磷燃燒。

據以上兩點，我們可以對此實驗做出以下改進：

如圖所示，把一只塞緊塞子的氣

密性良好的試管的容積分成5等份并標

好刻度。向試管中裝入適量白磷，蓋緊

塞子，把試管在熱水加熱，使白磷燃燒，

等白磷熄滅并冷卻至室溫后，將試管倒

置放入裝有水的水槽中，然后在水面下

去掉塞子，就會看到，試管中水面上升一

個刻度。同時利用投影輔助觀察。由此可以得出空氣中氧氣的體積約占五分之一。

三、改進后實驗的優點

1.教師操作層面：教師從實驗的操作者轉化為課堂的引導著、組織者、規范者，將課堂的主動權還給學生，充分體現學生的主體性；使整個課堂比較緊湊，避免出現師生無事可干的等待狀態。

2.學生思維層面：理性思考與學生實驗的分步深入使學生在兩方面都能專注，從而提升教學效果；通過學生自身的先體驗后思考破除學生實驗中的思維障礙，降低了教學過程中的思維梯度，從而化解了實驗中的難點。

3.實驗效能層面：演示實驗轉化為學生實驗，符合學生的學習心理預期，激發了學生學習的興趣，充分利用了學生這一最重要的資源，增強了實驗的可視性和學生的體驗性，課堂效率有明顯提升；既避免了失敗性演示實驗結果引起的“零”課堂效率，也再次激發學生想知道科學事實真相的想法。學生自主實驗的引入讓每位同學參與進來實現“我參與，我體驗，我成功，我快樂”的教學模式，培養了學生科學觀察、描述實驗現象、基本的實驗操作技能。

四、改進后實驗教學過程的整體感知

改進后的實驗教學以問題驅動，充分開發學生資源，給學生動口、動手、動腦的機會。整個實驗教學過程中學生的心境是愉悅的、參與是主動的、自主支配的時間是充分的、認知狀態水平是較高的；通過實驗增強了學生的體驗度，培養了學生的團結合作能力；通過交流、探討、質疑提升了學生的思辨能力；整個過程體現了以學生為主體的新課程理念。

參考文獻:

[1]蘇曉明：《初中生周報》2010-10-8

[2]王國崢：《化學教學》2009年03期